A wider range of asteroids were capable of creating the kind of amino acids used by life on Earth, according to new NASA research.
Amino acids are used to build proteins, which are used by life to make structures like hair and nails, and to speed up or regulate chemical reactions. Amino acids come in two varieties that are mirror images of each other, like your hands. Life on Earth uses the left-handed kind exclusively. Since life based on right-handed amino acids would presumably work fine, scientists are trying to find out why Earth-based life favored left-handed amino acids.
In March, 2009, researchers at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., reported the discovery of an excess of the left-handed form of the amino acid isovaline in samples of meteorites that came from carbon-rich asteroids. This suggests that perhaps left-handed life got its start in space, where conditions in asteroids favored the creation of left-handed amino acids. Meteorite impacts could have supplied this material, enriched in left-handed molecules, to Earth. The bias toward left-handedness would have been perpetuated as this material was incorporated into emerging life.
In the new research, the team reports finding excess left-handed isovaline (L-isovaline) in a much wider variety of carbon-rich meteorites. "This tells us our initial discovery wasn't a fluke; that there really was something going on in the asteroids where these meteorites came from that favors the creation of left-handed amino acids," says Dr. Daniel Glavin of NASA Goddard. Glavin is lead author of a paper about this research published online in Meteoritics and Planetary Science January 17.
"This research builds on over a decade of work on excesses of left-handed isovaline in carbon-rich meteorites," said Dr. Jason Dworkin of NASA Goddard, a co-author on the paper.
"Initially, John Cronin and Sandra Pizzarello of Arizona State University showed a small but significant excess of L-isovaline in two CM2 meteorites. Last year we showed that L-isovaline excesses appear to track with the history of hot water on the asteroid from which the meteorites came. In this work we have studied some exceptionally rare meteorites which witnessed large amounts of water on the asteroid. We were gratified that the meteorites in this study corroborate our hypothesis," explained Dworkin.
L-isovaline excesses in these additional water-altered type 1 meteorites (i.e. CM1 and CR1) suggest that extra left-handed amino acids in water-altered meteorites are much more common than previously thought, according to Glavin. Now the question is what process creates extra left-handed amino acids. There are several options, and it will take more research to identify the specific reaction, according to the team.
However, "liquid water seems to be the key," notes Glavin. "We can tell how much these asteroids were altered by liquid water by analyzing the minerals their meteorites contain. The more these asteroids were altered, the greater the excess L-isovaline we found. This indicates some process involving liquid water favors the creation of left-handed amino acids."
Another clue comes from the total amount of isovaline found in each meteorite. "In the meteorites with the largest left-handed excess, we find about 1,000 times less isovaline than in meteorites with a small or non-detectable left-handed excess. This tells us that to get the excess, you need to use up or destroy the amino acid, so the process is a double-edged sword," says Glavin.
Whatever it may be, the water-alteration process only amplifies a small existing left-handed excess, it does not create the bias, according to Glavin. Something in the pre-solar nebula (a vast cloud of gas and dust from which our solar system, and probably many others, were born) created a small initial bias toward L-isovaline and presumably many other left-handed amino acids as well.
One possibility is radiation. Space is filled with objects like massive stars, neutron stars, and black holes, just to name a few, that produce many kinds of radiation. It's possible that the radiation encountered by our solar system in its youth made left-handed amino acids slightly more likely to be created, or right-handed amino acids a bit more likely to be destroyed, according to Glavin.
It's also possible that other young solar systems encountered different radiation that favored right-handed amino acids. If life emerged in one of these solar systems, perhaps the bias toward right-handed amino acids would be built in just as it may have been for left-handed amino acids here, according to Glavin.
The research was funded by the NASA Astrobiology Institute (NAI), which is administered by NASA's Ames Research Center in Moffett Field, Calif.; the NASA Cosmochemistry program, the Goddard Center for Astrobiology, and the NASA Post Doctoral Fellowship program. The team includes Glavin, Dworkin, Dr. Michael Callahan, and Dr. Jamie Elsila of NASA Goddard.
Traduzione a cura di Arthur McPaul
Una vasta gamma di asteroidi sarebbero stati capaci di creare il tipo di aminoacidi utilizzati da vita sulla Terra?
Gli aminoacidi sono usati per costruire le proteine, che vengono utilizzati dalla vita per creare strutture come i capelli e le unghie o per accelerare e regolare le reazioni chimiche. Gli aminoacidi sono disponibili in due varietà che sono immagini speculari l'uno dall'altro, come le mani. La vita sulla Terra utilizza il tipo esclusivamente mancino. Siccome la vita a base di amminoacidi destrorsi dovrebbe presumibilmente funzionare bene, gli scienziati stanno cercando di scoprire perché la vita sulla Terra ha favorito i sinistri.
Nel marzo del 2009, i ricercatori della NASA's Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, hanno riferito la scoperta di un eccesso di forma mancina degli amminoacidi isovalini in campioni di meteoriti che venivano dagli asteroidi ricchi di carbonio. Questo suggerisce che la vita mancina ha avuto il suo inizio nello spazio, dove le condizioni degli asteroidi hanno favorito la creazione di amminoacidi levogiri.
Gli impatti dei meteoriti avrebbero potuto fornire questo materiale, arricchito in molecole mancine sulla Terra. Il passo verso il mancinismo sarebbe stato perpetuato come questo materiale è stato incorporato in vita emergenti.
Nella nuova ricerca, il team ha accertato le relazioni in eccesso delle isovaline mancini (L-isovaline) in una varietà molto più ampia di meteoriti ricchi di carbonio. "Questo dice che la nostra scoperta iniziale non è stata un colpo di fortuna, ma che c'era davvero qualcosa negli asteroidi che favorisce la creazione di amminoacidi mancini" ha detto il Dott. Daniel Glavin della NASA Goddard.
Glavin è autore di un articolo su questa ricerca pubblicata on-line su Meteoritics and Planetary Science del 17 gennaio.
"Questa ricerca si basa su oltre un decennio di lavoro su eccessi di isovaline mancini nei meteoriti ricchi di carbonio", ha detto il dottor Jason Dworkin del NASA Goddard, un co-author sulla carta.
"Inizialmente, John Cronin e Sandra Pizzarello dell'Arizona State University hanno mostrato un piccolo, ma significativo eccesso di L-isovaline in due meteoriti CM2. L'anno scorso abbiamo dimostrato che gli eccessi di L-isovaline sembrano collegati con l'acqua sull'asteroide da cui le meteoriti provengono. In questo lavoro abbiamo studiato alcuni meteoriti eccezionalmente rari che hanno una grande quantità di acqua. Siamo stati gratificati dal fatto che i meteoriti in questo studio confermano la nostra ipotesi ", ha spiegato Dworkin.
Gli eccessi di L-isovaline in questo tipo di acqua alterata nei meteoriti (cioè CM1 e CR1) suggeriscono che gli acidi extra mancini sono molto più comuni di quanto si pensasse, secondo Glavin. Ora la domanda è quale processo crea gli acidi extra mancini. Ci sono diverse opzioni, e ci vorrà più ricerca per identificare la specifica reazione, secondo il team.
Tuttavia, "l'acqua liquida sembra essere la chiave", osserva Glavin. "Possiamo dire quanto questi asteroidi sono stati alterati dall'acqua liquida, analizzando i minerali contenuti nei meteoriti. Quanto più questi asteroidi sono stati modificati, maggiore è l'eccesso di L-isovaline che abbiamo trovato. Questo indica la presenza di un processo che coinvolge l'acqua liquida creando aminoacidi mancini".
Un altro indizio viene dalla quantità totale di isovaline che si trovano in ogni meteorite. "Nel meteoriti con il più grande eccesso mancino, troviamo circa 1.000 volte inferiore a quella dei meteoriti isovalini con un piccolo eccesso o non rilevabili mancino. Questo ci dice che per ottenere l'eccesso, è necessario utilizzare o distruggere l'amminoacido, quindi il processo è un'arma a doppio taglio ", dice Glavin.
Qualunque essa sia, il processo di alterazione dell'acqua amplifica solo un piccolo eccesso mancino e non crea il bias, secondo Glavin. Qualcosa nella nebulosa pre-solare (una vasta nube di gas e polveri dalla quale il nostro Sistema Solare, e probabilmente molti altri, sono nati) ha creato una piccola distorsione iniziale verso la L-isovaline e presumibilmente anche per molti altri acidi mancini.
"Una possibilità è rappresentata dalle radiazioni. Lo spazio è pieno di oggetti come stelle di grande massa, stelle di neutroni e buchi neri, solo per citarne alcuni, che producono molti tipi di radiazioni. E' possibile che la radiazione che ha raggiunto il Sistema Solare nella sua giovinezza possa aver fsvorito questa situazione", secondo Glavin.
"E' anche possibile che in altri sistemi solari giovani siano state presenti diverse altre radiazioni che hanno favorito gli aminoacidi destrorsi. Se la vita è emersa in uno di questi sistemi solari, forse la preferenza verso gli amminoacidi destri sarebbe stata costruita proprio come potrebbe essere stata per gli aminoacidi mancini qui", conclude Glavin.
La ricerca è stata finanziata dalla NASA Astrobiology Institute (NAI), che è gestito dalla NASA Ames Research Center di Moffett Field, California, il programma NASA Cosmochemistry, il Centro Goddard di Astrobiologia, e la NASA Post Doctoral Fellowship programma. Il team comprende Glaviano, Dworkin, il Dott. Michael Callahan e il dottor Jamie Elsila del NASA Goddard.
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In March, 2009, researchers at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., reported the discovery of an excess of the left-handed form of the amino acid isovaline in samples of meteorites that came from carbon-rich asteroids. This suggests that perhaps left-handed life got its start in space, where conditions in asteroids favored the creation of left-handed amino acids. Meteorite impacts could have supplied this material, enriched in left-handed molecules, to Earth. The bias toward left-handedness would have been perpetuated as this material was incorporated into emerging life.
In the new research, the team reports finding excess left-handed isovaline (L-isovaline) in a much wider variety of carbon-rich meteorites. "This tells us our initial discovery wasn't a fluke; that there really was something going on in the asteroids where these meteorites came from that favors the creation of left-handed amino acids," says Dr. Daniel Glavin of NASA Goddard. Glavin is lead author of a paper about this research published online in Meteoritics and Planetary Science January 17.
"This research builds on over a decade of work on excesses of left-handed isovaline in carbon-rich meteorites," said Dr. Jason Dworkin of NASA Goddard, a co-author on the paper.
"Initially, John Cronin and Sandra Pizzarello of Arizona State University showed a small but significant excess of L-isovaline in two CM2 meteorites. Last year we showed that L-isovaline excesses appear to track with the history of hot water on the asteroid from which the meteorites came. In this work we have studied some exceptionally rare meteorites which witnessed large amounts of water on the asteroid. We were gratified that the meteorites in this study corroborate our hypothesis," explained Dworkin.
L-isovaline excesses in these additional water-altered type 1 meteorites (i.e. CM1 and CR1) suggest that extra left-handed amino acids in water-altered meteorites are much more common than previously thought, according to Glavin. Now the question is what process creates extra left-handed amino acids. There are several options, and it will take more research to identify the specific reaction, according to the team.
However, "liquid water seems to be the key," notes Glavin. "We can tell how much these asteroids were altered by liquid water by analyzing the minerals their meteorites contain. The more these asteroids were altered, the greater the excess L-isovaline we found. This indicates some process involving liquid water favors the creation of left-handed amino acids."
Another clue comes from the total amount of isovaline found in each meteorite. "In the meteorites with the largest left-handed excess, we find about 1,000 times less isovaline than in meteorites with a small or non-detectable left-handed excess. This tells us that to get the excess, you need to use up or destroy the amino acid, so the process is a double-edged sword," says Glavin.
Whatever it may be, the water-alteration process only amplifies a small existing left-handed excess, it does not create the bias, according to Glavin. Something in the pre-solar nebula (a vast cloud of gas and dust from which our solar system, and probably many others, were born) created a small initial bias toward L-isovaline and presumably many other left-handed amino acids as well.
One possibility is radiation. Space is filled with objects like massive stars, neutron stars, and black holes, just to name a few, that produce many kinds of radiation. It's possible that the radiation encountered by our solar system in its youth made left-handed amino acids slightly more likely to be created, or right-handed amino acids a bit more likely to be destroyed, according to Glavin.
It's also possible that other young solar systems encountered different radiation that favored right-handed amino acids. If life emerged in one of these solar systems, perhaps the bias toward right-handed amino acids would be built in just as it may have been for left-handed amino acids here, according to Glavin.
The research was funded by the NASA Astrobiology Institute (NAI), which is administered by NASA's Ames Research Center in Moffett Field, Calif.; the NASA Cosmochemistry program, the Goddard Center for Astrobiology, and the NASA Post Doctoral Fellowship program. The team includes Glavin, Dworkin, Dr. Michael Callahan, and Dr. Jamie Elsila of NASA Goddard.
Traduzione a cura di Arthur McPaul
Una vasta gamma di asteroidi sarebbero stati capaci di creare il tipo di aminoacidi utilizzati da vita sulla Terra?
Gli aminoacidi sono usati per costruire le proteine, che vengono utilizzati dalla vita per creare strutture come i capelli e le unghie o per accelerare e regolare le reazioni chimiche. Gli aminoacidi sono disponibili in due varietà che sono immagini speculari l'uno dall'altro, come le mani. La vita sulla Terra utilizza il tipo esclusivamente mancino. Siccome la vita a base di amminoacidi destrorsi dovrebbe presumibilmente funzionare bene, gli scienziati stanno cercando di scoprire perché la vita sulla Terra ha favorito i sinistri.
Nel marzo del 2009, i ricercatori della NASA's Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, hanno riferito la scoperta di un eccesso di forma mancina degli amminoacidi isovalini in campioni di meteoriti che venivano dagli asteroidi ricchi di carbonio. Questo suggerisce che la vita mancina ha avuto il suo inizio nello spazio, dove le condizioni degli asteroidi hanno favorito la creazione di amminoacidi levogiri.
Gli impatti dei meteoriti avrebbero potuto fornire questo materiale, arricchito in molecole mancine sulla Terra. Il passo verso il mancinismo sarebbe stato perpetuato come questo materiale è stato incorporato in vita emergenti.
Nella nuova ricerca, il team ha accertato le relazioni in eccesso delle isovaline mancini (L-isovaline) in una varietà molto più ampia di meteoriti ricchi di carbonio. "Questo dice che la nostra scoperta iniziale non è stata un colpo di fortuna, ma che c'era davvero qualcosa negli asteroidi che favorisce la creazione di amminoacidi mancini" ha detto il Dott. Daniel Glavin della NASA Goddard.
Glavin è autore di un articolo su questa ricerca pubblicata on-line su Meteoritics and Planetary Science del 17 gennaio.
"Questa ricerca si basa su oltre un decennio di lavoro su eccessi di isovaline mancini nei meteoriti ricchi di carbonio", ha detto il dottor Jason Dworkin del NASA Goddard, un co-author sulla carta.
"Inizialmente, John Cronin e Sandra Pizzarello dell'Arizona State University hanno mostrato un piccolo, ma significativo eccesso di L-isovaline in due meteoriti CM2. L'anno scorso abbiamo dimostrato che gli eccessi di L-isovaline sembrano collegati con l'acqua sull'asteroide da cui le meteoriti provengono. In questo lavoro abbiamo studiato alcuni meteoriti eccezionalmente rari che hanno una grande quantità di acqua. Siamo stati gratificati dal fatto che i meteoriti in questo studio confermano la nostra ipotesi ", ha spiegato Dworkin.
Gli eccessi di L-isovaline in questo tipo di acqua alterata nei meteoriti (cioè CM1 e CR1) suggeriscono che gli acidi extra mancini sono molto più comuni di quanto si pensasse, secondo Glavin. Ora la domanda è quale processo crea gli acidi extra mancini. Ci sono diverse opzioni, e ci vorrà più ricerca per identificare la specifica reazione, secondo il team.
Tuttavia, "l'acqua liquida sembra essere la chiave", osserva Glavin. "Possiamo dire quanto questi asteroidi sono stati alterati dall'acqua liquida, analizzando i minerali contenuti nei meteoriti. Quanto più questi asteroidi sono stati modificati, maggiore è l'eccesso di L-isovaline che abbiamo trovato. Questo indica la presenza di un processo che coinvolge l'acqua liquida creando aminoacidi mancini".
Un altro indizio viene dalla quantità totale di isovaline che si trovano in ogni meteorite. "Nel meteoriti con il più grande eccesso mancino, troviamo circa 1.000 volte inferiore a quella dei meteoriti isovalini con un piccolo eccesso o non rilevabili mancino. Questo ci dice che per ottenere l'eccesso, è necessario utilizzare o distruggere l'amminoacido, quindi il processo è un'arma a doppio taglio ", dice Glavin.
Qualunque essa sia, il processo di alterazione dell'acqua amplifica solo un piccolo eccesso mancino e non crea il bias, secondo Glavin. Qualcosa nella nebulosa pre-solare (una vasta nube di gas e polveri dalla quale il nostro Sistema Solare, e probabilmente molti altri, sono nati) ha creato una piccola distorsione iniziale verso la L-isovaline e presumibilmente anche per molti altri acidi mancini.
"Una possibilità è rappresentata dalle radiazioni. Lo spazio è pieno di oggetti come stelle di grande massa, stelle di neutroni e buchi neri, solo per citarne alcuni, che producono molti tipi di radiazioni. E' possibile che la radiazione che ha raggiunto il Sistema Solare nella sua giovinezza possa aver fsvorito questa situazione", secondo Glavin.
"E' anche possibile che in altri sistemi solari giovani siano state presenti diverse altre radiazioni che hanno favorito gli aminoacidi destrorsi. Se la vita è emersa in uno di questi sistemi solari, forse la preferenza verso gli amminoacidi destri sarebbe stata costruita proprio come potrebbe essere stata per gli aminoacidi mancini qui", conclude Glavin.
La ricerca è stata finanziata dalla NASA Astrobiology Institute (NAI), che è gestito dalla NASA Ames Research Center di Moffett Field, California, il programma NASA Cosmochemistry, il Centro Goddard di Astrobiologia, e la NASA Post Doctoral Fellowship programma. Il team comprende Glaviano, Dworkin, il Dott. Michael Callahan e il dottor Jamie Elsila del NASA Goddard.
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